Millimeter wave/terahertz detection of target signatures with low infrared visibility
Kızılötesinde düşük görünürlüğe sahip hedef izlerinin milimetre dalga/terahertz tespiti
- Tez No: 902023
- Danışmanlar: PROF. DR. HAKAN ALTAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
başarıyla kullanılmaktadır. Tespit bandındaki zayıf atmosfer koşulları ya da KÖ iz bastırma sistemlerinin kullanımı gibi birçok nedenden dolayı hedefler düşük KÖ ize sahip olabilir. Düşük KÖ görünürlüğüne sahip hedeflerin tespiti, hala ele alınması gereken bu alandaki en zorlu araştırma konularından biridir. Doğal bir çözüm, diğer spektral bölgelerde tespit yöntemleri geliştirmektir. KÖ ize sahip olan tüm nesnelerden Terahertz (THz) yayınımı beklendiği için THz bölgesi özel bir ilgi görmektedir. THz bölgesindeki hedeflerin tespit edilebilirliğini incelemek için önce farklı THz bantlarındaki atmosferik yayılım çalışılmıştır. Kamuya açık veri tabanları kullanılarak, düşük KÖ görünürlüğüne neden olan zayıf atmosfer koşulları altında, hedef tespitinin 500 m - 10 km mesafelerde düşük frekanslı THz bantlarında hala mümkün olduğu bulunmuştur. Bu frekanslarda THz tespiti zordur ve biri polarizasyona duyarlı diğeri duyarsız olmak üzere iki farklı tipteki dedektörün performansı bir siyah cisim kaynağı ile değerlendirilmiştir. Ölçümler, polarizasyona duyarsız THz tespit mekanizmalarının THz bandında ısıl yayılımı tespit etmek için üstün olduğunu göstermektedir. Bu ölçümler, yalnızca THz ısıl tespitinin son derece hassas özel THz dedektörleri kullanılarak zor olduğunu göstermekle kalmaz, aynı zamanda bir ısıl kaynaktan gelen THz yayılımının, orta ve uzun dalga boyu KÖ bölgelerinde çalışan son teknoloji KÖ kameralar kullanılarak tespit edilemediğini de göstermektedir. Bu problemi ele almak için, ilk kez THz ışımasının tutarsız tespitine özel olarak optimize edilen bir THz-KÖ yükseltici önerilmektedir. Çift polarize, çarpı şeklinde THz-KÖ çevirici birim hücre yapısına sahip bir metayüzey soğurucuya dayanan cihaz, THz ve KÖ bölgelerindeki tespitin avantajlarını birleştirmek üzere tasarlanmıştır. Tutarlı ve tutarsız kaynak aydınlatmaları altında, dikkate değer sıcaklık farkı değerleri hesaplanmıştır ve yaklaşık bir saniyelik tepki sürelerine sahip son teknoloji KÖ kameraların minimum çözülebilir sıcaklık farkı sınırının çok üzerinde olduğu bulunmuştur. Bu sonuçlar, zayıf atmosfer koşulları veya KÖ baskılaması altında hedef tespiti için çift polarize veya çok polarizasyonlu hassas bir metasurface THz soğurucu yapının, doğrudan KÖ tespit teknikleriyle ilgili zorlukların üstesinden gelebilecek önemli bir araç olabileceğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Infrared target detection is crucial for search, track and security systems, and today, advanced infrared (IR) cameras in a wide product range are being used successfully in this field. Due to many reasons targets can have a low IR signature, whether it be poor atmospheric conditions in the detection band or the use of IR signature suppression systems. The detection of targets with low IR visibility is one of the most challenging research topics in this field that still needs to be addressed. A natural solution is to develop methods of detection in other spectral regions. Terahertz (THz) region is of special of interest since THz emission is expected from almost all objects who have an IR signature. In order to examine the detectability of targets in the THz region, first atmospheric propagation in different THz bands is studied. Using publicly available databases, it is found that under poor atmospheric conditions which cause low IR visibility, target detection is still possible in low frequency THz bands at distances 500 m – 10 km. THz detection at these frequencies is still a challenge and the performance of two different types of detectors, one polarization sensitive and the other insensitive are evaluated with a blackbody source. Measurements show that polarization insensitive THz detection mechanisms are superior for detecting thermal emission in the THz band. These measurements not only show that thermal detection of THz is difficult using highly sensitive specialized THz detectors they also show that the THz emission from a thermal source is not detectable using state of the art IR cameras working in the mid-wave IR and long wavelength-IR regions. To address this problem a THz to IR upconverter is proposed where for the first time the proposed device is specifically optimized for incoherent detection of THz radiation. The device based on a metasurface absorber with a dual polarized cross shaped THz to IR converter unit cell structure is designed to combine advantages of detection in the THz and IR regions. Under coherent and incoherent source illuminations, notable temperature difference values were calculated and found to be well above the limit of the minimum resolvable temperature difference of the state-of-art IR cameras with response times around one second. These results show that for target detection under poor atmospheric conditions or IR suppression a dual polarized or multi-polarization sensitive metasurface THz absorber structure can be a significant tool that can overcome the difficulties with direct IR detection techniques.
Benzer Tezler
- Yersel fotogrametride analog analog-analitik ve analitik değerlendirme yöntemlerinin yapı konstrüksiyon deneylerinde uygulama olanakları
The Applicability in structural model testing of analog, analog-analytical and analytical restitution methods in close range photogrammetry
GÖNÜL TOZ
- Ceviz (juglans regia L.) çöğürlerinde ksilem özsuyunun akışı ve juglon içeriği üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
GONCA GÜNVER
- Diş hareketliliğinin elektronik olarak ölçülmesi
Measurement of tooth mobility whith electronic method
ERCAN IŞIK
Yüksek Lisans
Türkçe
1989
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. M. LAMİ TAPLAMACIOĞLU
- Solar heating system design
Başlık çevirisi yok
KAAN GEÇİT
Yüksek Lisans
İngilizce
1989
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. ERSOY TAŞDEMİROĞLU